Cpp基础Ⅰ之编译、链接

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Cpp基础Ⅰ之编译、链接。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1 C++是如何工作的

工具:Visual Studio

1.1 预处理语句

.cpp源文件中,所有#字符开头的语句为预处理语句

例如在下面的 Hello World 程序中

#include<iostream>

int main() {
	std::cout <"Hello World!"<std::endl;
	std::cin.get();
}

#include<iostream>就是一个预处理语句(pre-process statement),编译器在加载源文件的时候,识别到#开头的语句,会优先处理这个语句,所以称为预处理语句。

注意:预处理语句是在 编译器加载源文件的时候处理的,那个时候还没有发生编译动作

1.2 include

include关键字的含义就是找到<xxx>里面指定名称的文件,然后把文件里面的内容拷贝到当前文件,以供调用;

这个被导入的文件称为头文件;

1.3 main()

main()函数是程序的入口,计算机从main()函数开始运行程序,每个程序都要有一个main()函数;

main()函数的返回值是int类型,但是在 Hello World 程序中我们没有返回任何值,这是因为main()函数比较特殊,如果没有显式返回一个int值,他会默认返回0

1.4 编译

单独编译

当写好了一个源文件,就可以对其进行编译操作,在Visual Studio上直接按快捷键ctrl + F7,或者点击编译按钮执行编译
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
编译结果在输出窗口就能看到:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
注意,此时我们是针对一个源文件进行单独编译,而不是编译整个项目。

每次编译需要指定规则和目标平台
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

  • 规则:
    默认分为DebugRelease,代表着编译代码时按照设置选择的的规则设置进行编译,这些规则是可以自行设置的,但一般都用默认设置。比如在 Debug 规则的默认设置中,不会对程序进行优化
    Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
    Release 规则的默认设置中,则会对程序进行链接优化
    Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
  • 目标平台:
    意思就是你这个代码编译后是用在哪个平台的,比如x86/windows64位x64/windows32位或者是Android等移动平台(因为C++是不能跨平台运行的,所以不同的目标平台编译出来的二进制码不一样,不像Java

打开项目目录可以看到,在不同的规则下编译生成的文件分别放在不同的目录下面:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
在目录里面可以看到.cpp文件编译生成的.obj文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
打开看, 里面的内容都是二进制机器码
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

项目编译

在资源文件窗口中,项目名称→右键→生成,这也是一个编译操作,但此时是编译整个项目;
它会把项目中的每个.cpp文件编译成.obj文件,然后再把这些.obj文件链接成一个程序比如.exe程序;
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
在输出窗口可以看到生成了一个.exe文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
打开对应的目录就能看到
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

1.5 链接

链接比较复杂,大概就是一个C++项目通常都包含这很多个源文件,而编译后每一个源文件对应地都会生成一个.obj二进制码文件,然后链接的作用就是把这些二进制码文件链接起来构成一个完整的项目。

2 定义和调用函数

写在同一个文件中:

#include<iostream>

void Log(const char* message) {
	std::cout << message << std::endl;
}

int main() {
	Log("Hello World!");
	std::cin.get();
}

写在不同的文件中:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
Log.cpp

#include<iostream>

void Log(const char* message) {
	std::cout << message << std::endl;
}

Main.cpp

#include<iostream>

void Log(const char* message);
//void Log(const char*); // 声明函数时可以忽略参数名

int main() {
	Log("Hello World!");
	std::cin.get();
}

想要在Main.cpp文件中调用Log函数,必须先声明,声明函数和定义函数的区别就是一个有方法体,一个没有方法体;

这里注意的点是,编译器在编译单个Main.cpp这个源代码文件的时候,并不会去检查这个声明的函数是否真实存在,而且编译单个文件的时候不会对编译文件进行链接;
但是当运行或者编译整个项目的时候,也就是进行文件链接的时候,如果声明的函数不存在,就会报错:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

3 编译器如何工作

首先需要知道,编译分为两个阶段: 编译 + 链接
而编译也分为两个阶段:预处理 + 编译

3.1 编译

不经过设置时, 执行编译默认会直接编译成.obj文件, 直接就是二进制码了
为了能够搞清楚从 源代码 → 二进制码 的过程中发生了什么, 我们接下来就先不直接编译成.obj文件
而是先把编译过程中预处理后产生的内容输出成文件, 看看预处理都处理了啥.

3.1.1 引入头文件

前面说过,编译器处理#include<xxx>这个语句就是把对应的xxx头文件里面的内容copy到当前文件中#include语句所在的地方

下面来证实一下
首先打开项目属性:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
这一步是为了让编译器在预编译后把内容输出成一个文件, 这样我们就可以看到预编译的内容了, 注意这个设置也是精确到配合和平台的, 选择所有配置和自己的操作系统平台就行;

注意: 修改了输出预编译文件后, 编译器就不会输出.obj文件, 所以做完实验就要把它改回去!!

系统头文件

Main.cpp中, 我们引入了iostream头文件

#include<iostream>

int main() {
	std::cout << "Hello World!" << std::endl;
	std::cin.get();
}

编译一下, 生成的.i文件就是预编译文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
可以发现这个文件有1.6M大, 我只写了几行代码
直接打开看
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
会发现这个文件有6万多行, 这些内容就是从iostream头文件中copy过来的, 所以整个文件很大
这就印证了#inclued引入语句的作用.

自定义头文件

下面我们要编译这个Mutiply.cpp

int Mutiply(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;

可以看到这个函数是缺少了一个}的, 故意的
接下来创建一个头文件EndBrace.h
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
头文件里面的内容就是一个}

}

接下来在Mutiply.cpp中引入这个EndBrace.h头文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
引入后Mutiply.cpp内容如下:

int Mutiply(int a,int b) {
	int result = a * b;
	return result;
#include"EndBrace.h"

好,接下来编译一下这个Mutiply.cpp源文件
在项目对应目录中可以看到生成了一个Mutiply.i文件, 这个就是预编译生成的文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
直接打开看内容

#line 1 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"
	int Mutiply(int a,int b) {
		int result = a * b;
		return result;
	#line 1 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\EndBrace.h"
}
#line 5 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"

忽略那些#line语句, 可以看到EndBrace.h头文件中的}被复制到了Mutiply.cpp

注意,在c++中,引入头文件有两种方式:

  • #include<>这个语法用于引入系统头文件, 这种引入方式下预处理器会在编译器库目录中搜索这些文件。例如引入iostream头文件,可以使用#include <iostream>,这样会自动到VisualStudio自带的MSVC编译器库目录中寻找并引入这个头文件:
    Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

  • #include ""语法用于引入相对路径的头文件, 这种引入方式下预处理器会首先在当前项目目录中搜索这些文件,如果没有找到,则在编译器库目录中搜索。例如,如果当前目录中有一个名为myheader.h的头文件,则可以使用#include "myheader.h"将其包含到程序中;当然也可以用于引入系统头文件如#include "iostream"

另外,引入头文件的时候我们会发现一些头文件有.h尾缀一些没有,这主要是用于区分C++标准库C标准库,有.h尾缀的一般属于C标准库

3.1.2 自定义类型

还是在Mutiply.cpp中做修改,

#define ECHOO int

ECHOO Mutiply(int a, int b) {
	ECHOO result = a * b;
	return result;
}

这里我自定义了一个ECHOO类型, 实际上是一个int类型
然后我在Mutiply定义中用了这个ECHOO类型代替原来的int

接下来编译看一下预编译生成的文件内容:

#line 1 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"
int Mutiply(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;
}

编译器自动把ECHOO替换成了它的实际类型int,
所以说#define实际上是自定义别名, 用一个别名代替实际的类型或者字符,符号
这也是C++灵活的地方,可以给各种类型, 符号自定义别名

再改一下, 用ECHOO代替Hello

#define ECHOO Hello

ECHOO Mutiply(int a, int b) {
	ECHOO result = a * b;
	return result;
}

预编译:

#line 1 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"
Hello Mutiply(int a, int b) {
	Hello result = a * b;
	return result;
}

有点意思

3.1.3 条件判断

改一下Mutiply.cpp, 用#if语句来做条件判断

#if 0
int MutiplyOne(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;
	//#include "EndBrace.h"
}
#endif // 0

#if 1
int MutiplyTwo(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;
	//#include "EndBrace.h"
}
#endif // 1

函数MutiplyOne#if 0#endif包起来了
函数MutiplyTwo#if 1#endif包起来了

预编译:

#line 1 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"
#line 8 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"
int MutiplyTwo(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;
}
#line 17 "D:\\workspace\\CPP\\cherno\\cherno\\Mutiply.cpp"

函数MutiplyOne不能被预编译
函数MutiplyTwo能正常被预编译
非常明显, 是因为判断条件的原因
我们可以通过#if condition这个语句来动态地禁用 / 启用某一段代码, 非常灵活
有点儿意思

拓展: 汇编

通过Visual Studio可以输出汇编文件, 设置一下汇编程序输出
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
接下来编译Mutiply.cpp:

int MutiplyOne(int a, int b) {
	int result = a * b;
	return result;
	//#include "EndBrace.h"
}

在项目目录中生成的.asm文件就是生成的汇编程序文件
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
打开可以看到一条一条的汇编指令,

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.36.32537.0 

include listing.inc

INCLUDELIB MSVCRTD
INCLUDELIB OLDNAMES

msvcjmc	SEGMENT
__B1702CDC_Mutiply@cpp DB 01H
msvcjmc	ENDS
PUBLIC	?MutiplyOne@@YAHHH@Z				; MutiplyOne
PUBLIC	__JustMyCode_Default
EXTRN	_RTC_InitBase:PROC
EXTRN	_RTC_Shutdown:PROC
EXTRN	__CheckForDebuggerJustMyCode:PROC
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$?MutiplyOne@@YAHHH@Z DD imagerel $LN3
	DD	imagerel $LN3+63
	DD	imagerel $unwind$?MutiplyOne@@YAHHH@Z
pdata	ENDS
;	COMDAT rtc$TMZ
rtc$TMZ	SEGMENT
_RTC_Shutdown.rtc$TMZ DQ FLAT:_RTC_Shutdown
rtc$TMZ	ENDS
;	COMDAT rtc$IMZ
rtc$IMZ	SEGMENT
_RTC_InitBase.rtc$IMZ DQ FLAT:_RTC_InitBase
rtc$IMZ	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$?MutiplyOne@@YAHHH@Z DD 025051601H
	DD	01112316H
	DD	0700a0021H
	DD	05009H
xdata	ENDS
; Function compile flags: /Odt
;	COMDAT __JustMyCode_Default
_TEXT	SEGMENT
__JustMyCode_Default PROC				; COMDAT
	ret	0
__JustMyCode_Default ENDP
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Odtp /RTCsu /ZI
;	COMDAT ?MutiplyOne@@YAHHH@Z
_TEXT	SEGMENT
result$ = 4
a$ = 256
b$ = 264
?MutiplyOne@@YAHHH@Z PROC				; MutiplyOne, COMDAT
; File D:\workspace\CPP\cherno\cherno\Mutiply.cpp
; Line 2
$LN3:
	mov	DWORD PTR [rsp+16], edx
	mov	DWORD PTR [rsp+8], ecx
	push	rbp
	push	rdi
	sub	rsp, 264				; 00000108H
	lea	rbp, QWORD PTR [rsp+32]
	lea	rcx, OFFSET FLAT:__B1702CDC_Mutiply@cpp
	call	__CheckForDebuggerJustMyCode
; Line 3
	mov	eax, DWORD PTR a$[rbp]
	imul	eax, DWORD PTR b$[rbp]
	mov	DWORD PTR result$[rbp], eax
; Line 4
	mov	eax, DWORD PTR result$[rbp]
; Line 6
	lea	rsp, QWORD PTR [rbp+232]
	pop	rdi
	pop	rbp
	ret	0
?MutiplyOne@@YAHHH@Z ENDP				; MutiplyOne
_TEXT	ENDS
END

看汇编指令在某些需要极致性能优化的时候会很有用, 但一般很少没多少人会这样做.

3.2 链接

当源文件被编译成一个个.obj文件的时候, 它们实际上还是一个一个独立的文件, 彼此直接没有关系
链接就是把所有.obj文件链接在一起,形成一个完整的程序
而这个程序必须有一个起始函数,如果没有特殊指定,这个起始函数默认是main函数!

3.2.1 起始函数

所以当一个项目是没有main函数的时候,单独编译文件不会报错,但是build或者运行项目的时候会报错

例:
当前项目中只有两个源文件,都不包含main函数
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
单独编译这两个源文件都没问题
但是当我生成整个项目时,发生了报错LNK1120
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
LNK 开头的错误是链接阶段发生的错误;
C 开头的错误是编译阶段发生的错误,比如语法错误;

现在我加一个源文件,里面声明了MutiplyOneLog函数,定义了main函数
并且在main函数中调用MutiplyOneLog函数

#include<iostream>

int MutiplyOne(int a, int b);
void Log(const char* message);

int main() {
	Log("Hello World!");
	std::cout << MutiplyOne(5, 18) << std::endl;
	std::cin.get();
}

Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
直接运行项目,成功

Hello World!
90

这就代表着程序编译成功,链接器也成功找到了程序的起始函数,并成功把相关的函数找到、链接起来了。

3.2.2 被调用的函数

如果被调用的函数没有在当前源文件中声明

#include<iostream>

int MutiplyOne(int a, int b);
//void Log(const char* message);

int main() {
	Log("Hello World!");
	std::cout << MutiplyOne(5, 18) << std::endl;
	std::cin.get();
}

会报编译错误,因为这个属于语法错误:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
如果被调用的函数不存在
会报链接错误:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接
所以很明显,链接的作用是把以起始函数为根节点,所有被调用到的函数链接起来,形成一整条调用链(或者说一整棵调用树)
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

如果想要指定其他函数作为程序的起始函数,可以通过链接器的高级设置指定:
Cpp基础Ⅰ之编译、链接,cpp,c++,compile,link,编译,基础,链接

3.3 总结,编译和链接的区别

编译:是先对源文件进行预处理,引入头文件,把头文件内容copy到源文件中,然后再把这些源文件编译成.obj或其他格式的二进制文件

链接:是把编译好的.obj文件里面相互调用的函数链接起来,形成一个完整的程序文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-657912.html

到了这里,关于Cpp基础Ⅰ之编译、链接的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • whisper.cpp在Windows VS的编译

    Whisper是OpenAI开源的一款语音识别的模型,包含有英语和多国语言的模型,根据实际情况来看,其支持的90多种语言的准确率着实表现惊艳,英文甚至可以做到3%左右的误词率,官方图表显示中文的误词率大约是14%,但是实际使用的情况来看,误词率也是相当低,几乎也在3%左右

    2024年02月07日
    浏览(38)
  • 【c/c++】c和cpp混合编译

    在这段代码中,#ifdef __cplusplus 和 #endif 之间的代码是为了在 C++ 中使用 C 语言的函数声明和定义时,确保编译器正确地处理 C 和 C++ 之间的语法差异。这是因为 C 和 C++ 有一些不同之处,包括函数名的重载、类型转换等。 在这段代码中,extern “C” 是一个 C++ 的特性,它告诉编

    2024年02月10日
    浏览(29)
  • vscode使用g++编译.c文件或.cpp文件

        vscode是一个跨平台、轻量级、插件非常丰厚的IDE,这里介绍在vscode里使用g++来编译.cpp文件。g++也叫GCC, 在Window中,是使用MinGW方式实现g++的,它分为32位和64位2个版本,其中,MinGW-64是64位的,MinGW-32是32位的。 1.1 下载g++ 8.1     下载GCC 64位 编译器,比如MinGW-W64 GCC-8.1,

    2024年02月07日
    浏览(40)
  • CMakeLists.txt编写简单介绍:CMakeLists.txt同时编译.cpp和.cu

    不想付费的同学可以参考本人知乎添加链接描述,关于CMakeLists.txt的相关介绍,这里不赘诉,本人的出发点是借助于CMakeLists.txt掌握基本的C++构建项目流程,下面是本人根据网络资料以及个人实践掌握的资料。 下图是一个使用CUDA实现hello world的项目,一般来说,一个标准的C

    2024年04月10日
    浏览(36)
  • 【ARM 嵌入式 编译系列 2.2 -- GCC 编译参数学习 assembler-with-cpp 使用介绍】

    请阅读 【嵌入式开发学习必备专栏 之 ARM GCC 编译专栏】 在 rt-thread 的编译脚本中经常会看到下面编译参数: arm-none-eabi-gcc 是针对 ARM 架构的交叉编译器,用于编译嵌入式 ARM 应用程序。在 GCC 中, -x 选项用于指定要编译的输入文件的语言。当与 assembler-with-cpp 一起使用时,

    2024年01月23日
    浏览(44)
  • 解决Unity安卓编译错误: IL2CPP需要的资源提取失败

    解决Unity安卓编译错误: IL2CPP需要的资源提取失败 在开发Unity游戏时,我们经常会遇到各种各样的问题。其中一个常见的问题是,当我们尝试将游戏导出为Android应用程序时,可能会遇到一个名为\\\"Failed to extract resources needed by IL2CPP\\\"的错误。本文将介绍如何解决这个问题,并提供

    2024年02月03日
    浏览(43)
  • 反编译Unity IL2CPP APK:深入探索逆向工程技术

    反编译Unity IL2CPP APK:深入探索逆向工程技术 在移动应用开发领域中,Unity引擎被广泛使用以创建令人惊叹的游戏和应用程序。然而,有时候我们可能需要研究某些应用程序的内部机制或者了解其实现细节。本文将介绍如何反编译基于Unity引擎的IL2CPP APK,并提供相应的源代码和

    2024年02月06日
    浏览(43)
  • 机器人CPP编程基础-02变量Variables

    机器人CPP编程基础-01第一个程序Hello World 基础代码都可以借助人工智能工具进行学习。 该代码主要执行以下操作: 声明一个名为  A  的整数类型变量,并将其初始化为  4 。在 C++ 中, int  类型通常占用 4 个字节的内存空间。 使用  cout  语句输出变量  A  的值,即  4 。

    2024年02月13日
    浏览(37)
  • 机器人CPP编程基础-04输入Input

    机器人CPP编程基础-03变量类型Variables Types  ……AI……       C++中,输入是通过标准输入流(stdin)进行的,通常使用cin对象来实现。cin对象是istream类的实例,它提供了许多输入方法来读取不同类型的数据。 以下是一些常用的C++输入方法: 读取字符: cpp复制代码 char ch; ci

    2024年02月13日
    浏览(40)
  • 机器人CPP编程基础-05完结The End

    非常不可思议……之前四篇博文竟然有超过100+的阅读量…… 此文此部分终结,没有继续写下去的必要了。 插入一个分享: 编程基础不重要了,只要明确需求,借助AI工具就能完成一个项目。 当然也不是一次成功,工具使用也需要技巧。  但是基于上述案例而言,传统的编程

    2024年02月13日
    浏览(36)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包